国际18650

2023年12月11日发(作者：别克gl8图片)

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电子零部件

松下开始量产“18650”尺寸高容量锂离子电池，还准备用于EV

2009/12/23 00:00

松下宣布，开发出了目前用于电脑等的“18650”尺寸锂离子充电电池的高性能产品。已于2009年12月开始量产。

该公司表示，计划今后通过连接多个18650尺寸的电池，使其同样能够用于家用蓄电池及EV（电动汽车）。如果使用此次开发的电池，比如用于EV时，便能以较少的电池数量确保其续航距离。

新电池“NCR18650A”除了正极材料与原产品“NCR18650”同样使用镍类材料之外，作为安全技术还在正负极之间配置了耐热

层（HRL：Heat Resistance Layer）。HRL是与隔膜分开配置的。新电池“NCR18650A”。(点击放大)

新电池改进了原来的正极材料及安全技术，因此作为18650尺寸电池实现了业界较高的容量（3.1Ah）。

电压仍与原来一样同为3.6V，但体积能量密度由620Wh/L提高到了675Wh/L。因此，电流容量从2.9Ah提高至3.1Ah，电池容量由10.4Wh提高至11.2Wh。重量由44g左右增至44.5g左右。（记者：小川计介）

■日文原文

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汽车与电子化

EV用电池价格破坏者出现，通过并联单元提高可靠性

2010/06/08 00:00

电动汽车（EV）的电池价格已经开始崩溃。始作俑者是全球最大的消费类锂离子充电电池厂商松下。通过在EV中沿用笔记本PC用电池“18650”来提高量产规模、降低成本。松下开发的电池模块由140个单元构成。通过并联20个单元，可以在确保容量的同时提高可靠性。电脑业界的标准电池开始瞄准EV领域的业界标准。

EV用锂离子充电电池的价格，目前为每kWh10万～15万日元左右。但是现在出现了以不到10万～15万日元一半的价格提供电池的厂商。这就是将三洋电机纳入旗下、在笔记本PC等消费类锂

离子充电电池领域独占鳌头的松下。

虽然全球的汽车厂商和电池厂商一直在致力于开发和普及各自标准的电池，不过由于产量有限、价格居高不下。而笔记本PC用电池则可以利用现有的生产线，非常容易扩大量产规模，而且能够以低价位供应。每辆EV中配备的电池容量相当于几百台笔记本PC所用的电池容量。今后，如果笔记本PC用电池能够扩展到EV中的话，汽车厂商进行的自主标准电池就有可能失去竞争力。

松下提案的电池模块由140个（串联7个由并联20个电池单元形成的子模块）笔记本PC中使用的消费类电池单元“18650”构成。在2009年的“CEATEC JAPAN”上松下公开的电池模块，其电池容量为1.46kWh（25.2V×58Ah）。包括电池管理系统在内，价格控制在5万～10万日元。不到现有EV用电池的一半。

松下通过串联配置多个该模块，来确保EV需要的性能。比如，当一辆EV需要20kWh电池容量和350V电压时，只需配置14个模块即可。每个模块都为箱型，容积约为7L，重量约为8kg。设想的使用方法是将这些模块配置在车辆的地板下、中央通道（Center Tunnel）以及行李舱中（图1）。

图1：电池模块的配置

设想使用多个模块，将其配备在车辆的地板下、中央通道以及行李舱中。

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使用5年仍可确保7成容量

松下此前也曾经开发过用于丰田“RAV4-EV”和本田“EV Plus”等EV的电池。松下的内部公司——能源公司副社长生驹宗久回首过去的开发时表示，“为了实现高电流容量（Ah），曾致力于开发尽可能大的单元。但是，单元尺寸越大内部冷却就越困难，因此几乎所有的开发都遭遇了挫折”。

对于目前的EV热潮，作为电池厂商仍可以选择挑战大尺寸电池。但生驹判断，“如果是EV用独自规格的电池，仅开发就需要花费3～5年时间。现在市场已经在谋求马上能够使用的便宜电池，所以电池厂商无法在EV独自规格的电池上花费成本和时间”。于是，松下计划通过扩展在笔记本PC领域积累的电池技术，来迅速满足EV市场的要求。而且，通过使用和笔记本PC完全相同的电池，还可获得量产效应。

对于松下信心百倍推动的18650电池模块，许多EV厂商表示出了对该电池模块的可靠性和耐久性的担心。对此，生驹表示“可以在充电1500次（5年10万公里）时确保70％的SOC（充电容量）”。这一数值接近日产对于“绿叶”的电池设定的、使用5年后SOC为80％，10年后SOC为70％的水平。

将并联配置作为优势

松下通过模块和单元两个层面来确保EV需要的电池可靠性。模块为20个电池单元并联而成。由于每个18650电池单元的尺寸较小，因此无法扩大每个电池单元的电流容量（Ah），所以就需要大量并联配置18650电池单元。通过组合串联和并联的组合，来确保马达需要的电压和电流容量。

大量并联配置电池单元也有助于提高以模块为单位的可靠性。原因是即使并联的一个电池单元出现故障，由于是并联配置，因此最多是续航距离缩短一块电池单元的行驶距离而已（图2）。

图2：使用18650单元的好处

电池模块内串联配置了7个由20个电池单元并联而成的子模块。即使一个电池单元发生故障，电压也不会发生变化。只会导致续航距离稍微缩短。

万一某个单元出现故障时，电池模块中配备的电池管理系统会对故障进行检测，并在仪表板上点亮警告标志。设想的使用方法是驾驶员去经销商那里更换出现故障的单元。

另一方面，三菱汽车“i-MiEV”的电池为所有单元串联配置。只要一个单元发生故障，就无法供应— 3/19 —

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电力。因此，电池需要非常高的可靠性，这样一来成本就会上升。由于单块电池的尺寸较大，所以电池需要有较高的耐热性。如果是18650的话，由于单元尺寸小，因此可以比较容易确保耐热性。而且由于是并联配置单元，因此不用接近极限地追求单元的可靠性，也可以确保电池整体可靠性。

松下计划通过改变单元的电极材料来提高电池的寿命和容量。该公司在2006年开始量产的单元中，将正极材料由钴类改为了镍类。结果，电池寿命提高至两倍左右，同时容量增至2.9Ah（图3、4）。

图3：正极材料使用镍类

镍类与原来一直使用的钴类相比可以延长寿命。保持80％容量时的寿命为后者的2倍左右。

图4：电池的高容量化

镍类的采用不仅延长了电池寿命，还有利于提高容量。

目前的18650是从2009年12月开始量产、电流容量为3.1Ah的型号。松下计划在2011年度将电流容量提高至3.4Ah、在2012年度提高至4.0Ah（表）。4.0Ah型号在负极中使用了硅类材料（图5）。开发中的难点是充电时的负极材料膨胀率。原来使用碳时为1.5倍左右，而硅类为3倍左右。开发初期的单元如果反复充放电，电极就会弯曲。通过改良制造技术，2009年底开发出来的单元可以在使用时能够— 4/19 —

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保持电极构造不便，实用化已经有了眉目。

图5：开发负极采用硅类的电池

如果在负极中使用硅类的话，由于锂离子的结合与脱附，体积会几倍地发生变化，因此电极板会变形。新开发的产品采用了可以消除膨胀和收缩的构造。

松下将通过逐渐提高电池单元的容量，来应对汽车要求的续航距离的扩大（图6）。如果是相同续航距离的话，可以通过增加电池单元的容量来削减每个模块的单元数量。电流容量为2.9Ah的话需要配备140个单元，而如果电流容量为4.0Ah的话，则可以减至105个，这样就可以实现小型化。另外，虽然电池的配备空间相同，增加单元容量就可以延长续航距离。采用2.9Ah型号电池、续航距离为200km的汽车，如果采用4.0Ah型号可以延长到270km。

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图6：单元的高容量化效果

（a）EV所需电池容量相同时，电池的配备空间会随着单元的高容量化而减少。（b）单元数量相同时，可以延长续航距离。

■日文原文：電池の価格破壊が始まるセルを並列配置し信頼性向上

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电子零部件

索尼开发出采用磷酸铁锂的大容量锂电模块，首次公开亮相选在中国

2010/06/25 00:00

索尼2010年6月22日宣布，开发出了正极材料采用磷酸铁锂（LiFePO42）的锂离子充电电池模块（图1）。电压为51.2V，电力容量为1.2kWh。最大输出功率为2.5kW。用于数据服务器用备用电源和太阳能发电等的蓄电等定置用途。

LiFePO42的热稳定性出色，安全性较高，因此作为大型电池的正极材料备受关注。由于具有橄榄石状的结晶结构，因此也被称为“橄榄石”或者“橄榄石铁”。索尼已经开始面向笔记本电脑采用标准的“18650”尺寸（直径18mm×高65mm）圆筒型LiFePO42电池单元来量产锂离子充电电池（参阅本站报道1）。

在定置用途的锂离子充电电池模块方面，三洋电机和松下已图1：正极材料采用磷酸铁锂经发布过产品（参阅本站报道2、本站报道3）。两公司发布的产（LiFePO4）的锂离子充电电池模块。品均通过连接多块18650尺寸的圆筒型单元实现了大容量化。而(点击放大)

索尼则表示，“虽然采用了与圆筒型单元相同的材料，但内部构造不便公开”（索尼公关中心）。

采用LiFePO42的单元电压为3.2V左右，因此估计电池模块中串联了16个单元。并联数量方面，为实现375Ah需要并联连接单元，按照目前正在销售的18650单元来推算的话，需要并联341个。如果此次索尼新开发出了大容量单元，则5Ah单元需要并联75个，15Ah单元需要并联25个。

模块的外形尺寸为431mm×420mm×79mm，重量约为17kg。可以串联及并联多块模块，因此能够根据用途改变电压和电力容量。该公司将从2010年6月开始样品供货，“预定2011年第一季度（1～3月）开始量产”（索尼公关中心）。模块将在索尼能源设备（Sony Energy Devices）的郡山事务所（福岛县郡山市）生产。

另外，索尼预定在中国的电池展会“China International Battery Fair2010”（2010年6月24日～26日）上参考展示此次的开发品。索尼选择了向以智能电网为中心的环保领域积极进行投资和推进技术开发的中国作为首次公开模块的国家。（记者：久米秀尚）

■日文原文

ソニー，リン酸鉄リチウムを採用した大容量Liイオン2次電池モジュールを開発

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汽车与电子化

泰斯拉汽车在东京设立EV销售点

2010/10/27 00:00

美国泰斯拉汽车（Tesla Motors）公司的日本法人——泰斯拉汽车日本2010年10月25日宣布，在东京开设了电动汽车（EV）的销售店。2010年10月26日开始营业。日本市场上，已于2010年5月开始进行EV跑车“Roadster”的网上销售。

发布会上播放了泰斯拉汽车公司CEO（首席执行官）艾伦·马斯克（Elon Musk）的讲话视频，“Roadster是源于硅谷的汽车，不过也可以说是日本车。因为其心脏——电池单元是松下生产的”。

Roadster配备有6831个用于个人电脑电池等领域的圆筒形

18650（直径18mm、高65mm）锂离子充电电池。电池组由11个模店铺。东京·南春山，地铁外苑前站块构成，其中1个模块含有621个电池单元。电池容量为56kWh。附近。（点击放大）

泰斯拉汽车亚太地区总监Kevin Yu表示，“松下是目前最好的电池单元提供厂商”。

另外，已向泰斯拉汽车出资5000万美金的丰田汽车目前正与美国泰斯拉汽车公司共同开发“RAV4”的EV车型，预定2012年上市。（记者：小川计介）

店铺前。与“雷克萨斯”的店铺（图片左方的玻璃窗大厦）隔道相望。图片中央的蓝色汽车是销售中的EV跑车“Roadster”。（点击放大）

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泰斯拉汽车公司亚太地区总监Kevin Yu。（点击放大）

泰斯拉汽车公司的介绍。（点击放大）

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Roadster的动力传动系统（点击放大）

Roadster的电池组。（点击放大）

■日文原文

Tesla Motors社、東京にEVの販売拠点を設置

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汽车与电子化

美国泰斯拉是如何开发EV电池的？——探访电池技术人员库尔特·科蒂

2010/11/18 00:00

美国泰斯拉汽车公司（Tesla Motors）把笔记本电脑的锂离子充电电池转用于电动汽车（EV）的想法让世界为之一振。目前，丰田、松下和德国戴姆勒公司（Daimler AG）等纷纷向泰斯拉出资，其关注度正在直线上升之中。

泰斯拉于2008年推出了配备有56kWh大容量锂离子充电电池的运动型EV“Roadster”汽车，到目前为止已经销售了2000多辆。电池单元方面，使用的是用于个人电脑的直径18mm×长65mm的“18650”电池单元。由于“18650”作为标准品在市面上大量存在，因此与车载专用电池单元相比具有价格低的特点。不过用于汽车的电池与用于个人电脑的相比，需要具备非常高的安全性和可靠性。那么泰斯拉公司是如何做到成功利用笔记本电脑的电池推出EV的？笔者带着这个问题采访了负责电池技术的泰斯拉汽车公司蓄电池技术部主管库尔特·科蒂（Kurt Kelty）。

“Roadster”的电池系统是如何开发出来的？

泰斯拉公司电池技术人员库尔特·科

蒂（点击放大）

科蒂：刚开始开发时，最令人头疼的就是电池单元的采购问题。那时我们公司只是个名不见经传的新兴EV厂商。电池厂商都不太敢跟我们合作。因为向我们提供的电池之后一旦出现什么问题，可能会追究电池厂商的责任。在笔记本电脑领域就曾发生过多起电池发生故障、电池厂商成为众矢之的事情。

我们拜访了许多电池厂商，但每次都被拒绝。就在那时，有位技术人员对我们的想法表现出了很大兴趣。那是某家日本厂商的技术人员。他不仅对我们的系统进行了详细了解，甚至还反过来简洁易懂地为我们进行了说明。多亏他的帮助，解决了电池单元的采购问题，之后Roadster的开发也就水到渠成。如今泰斯拉公司的知名度已经提高，有许多电池厂商不请自来。

使用个人电脑的电池如何保证汽车的安全性和可靠性？

科蒂：其中的详情不便公布，不过我们构筑了一种即使有1个电池单元发生损坏并出现热失控（Thermal

runaway）现象、也不会对其他电池单元造成影响的物理性构造（被动结构）。Roadster的电池包由11个电池模块组成。一个模块由621个单元构成，因此共配备了6831个电池单元。电池包的重量为450kg左右，体积为300L。这或许会让人觉得过于沉重，而且体积过大，不过电池包中加入了确保安全性的系统，每公斤的能量密度在120Wh以上。

配备较多的电池单元也有其好处。即使有1个电池单元发生损坏，几乎不会对电池整体的性能产生影响。由于即使1个单元已经损坏、电池包仍能发挥作用，因此用户可能根本察觉不到。不过只要有1个单元发生损坏，就会在车辆上显示出错误信息（Error Message），以此对用户进行警示。这时候就需要用户把车辆开到销售店，以便我们回收损坏的电池单元并查明原因。

为何要配备容量高达56kWh的电池？日产汽车计划于2010年12月上市的EV“聆风”也仅为24kWh，是贵公司的一半以下。

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科蒂：我们是以“No Compromise（决不妥协）”的想法为基础在开发EV。也就是说要向用户提供和汽油车一样的便利性。我们并不想对用户说“因为是EV，所以续航距离较短”。因此就配备了56kWh的电池，确保了在美国“LA4模式”下394km的续航距离。这样的话，与汽油车相比也毫不逊色。另一个原因是车身内有富余的空间（笑）。如果没有富余的空间，当时可能就会根据具体情况相应地减少电池。当然，不至于会减少到目前容量的一半的地步。

虽然配备了56kWh的电池，但一般设置为只充电到90％左右的模式。这样做是为了减轻电池负荷。如果要充电到100％，就需要选择名为“增程（Extended Range）”的模式。由于在驾驶时一般不会把电池电量全部用光，因此充到90％左右就已经足够使用。

即将在日本上市的“Roadster 2.5”将会提供有偿电池更换服务。容量高达56kWh的电池仅需126万日元就可以更换，为什么会这么便宜呢？

科蒂：这是我们对未来市场进行预测之后确定下来的价格。现在购买车辆的用户实际开始更换电池应该是在大约7年之后。根据用户的使用情况，也可能是在10年之后。到那个时候，以这个价格更换应该没有问题。

泰斯拉今后除了Roadster之外，还将推出轿车型EV“Model S”、与丰田共同开发的“RAV4 EV”以及与戴姆勒公司共同开发的EV等。作为配备于这些车型上的电池，今后还将继续使用18650型电池吗？

科蒂：如果车载专用电池价格下降的话，当然就不会拘泥于18650型电池。不过目前专用电池的价格太高。

我们目前正在对许多电池厂商的电池单元进行评估。并不打算只拘泥于一家电池厂商。以后开发的车辆也可能会分别使用多个厂商的电池。不过我们并不打算特意去公开电池厂商名称。作为普通消费者来说，他们在购买笔记本电脑的时候，应该也不会关心电池厂商是谁吧。我想在购买EV的时候也是一样的。

最后想问您个私人问题。当初您为何选择进入泰斯拉公司呢？

科蒂：我原本在日系电池企业从事研究工作。最初研究的是镍（Ni）氢充电电池，从1993年开始，又从事了十年多的锂离子充电电池开发。当时大部分电池技术人员认为从安全性和可靠性的角度来看，把锂离子充电电池配备到汽车上是比较困难的。但我并不那么认为。就在那时，我得知有一家风险企业想使用锂离子充电电池制造EV。这就是泰斯拉公司。

在和创始人之一的斯特劳贝尔(JB Straubel)实际进行交谈后，可以看出他是真正想进行EV的开发。而且还有着很不错的想法。当时我想，在这里的话，或许就可以制造使用锂离子充电电池的EV。虽然那已经是2006年的事了，不过那时还真没想到泰斯拉公司会像现在这样如此受关注。(记者：清水直茂，狩集浩志)

■日文原文

Tesla社はどのようにEV用電池を開発したのか，電池技術者のKurt Kelty氏に聞く

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绿色器件

蓄能时代的来临（三）：设置1.5MWh蓄电池，将事业所作为基地拓展全球业务

2010/11/08 00:00

上接本站报道：

蓄能时代的来临（一）：开始岛屿试验，导入锂电池和锂电容器

蓄能时代的来临（二）：日本在4地区实施大规模实证试验，探索各地特征

三洋电机2010年10月18日面向新闻媒体公开了在兵库县加西事业所建设的“加西绿色能源工业园”（图1）。加西绿色能源工业园投资约50亿日元，设置了1MW的太阳能发电系统及1.5MWh的蓄电系统，导入了通过结合使用多种节能设备来进行最佳控制的“智能能源系统（SES）”等（参阅本站报道）。

图1：设置有1MW太阳能电池与1.5MWh锂离子充电电池的加西事业所（照片由三洋电机提供）

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太阳能电池方面，共设置了约5200个模块，预计年发电量可达到1080MWh。蓄电系统方面则导入了约1000台2010年春季开始销售的大容量锂离子电池系统。该系统的外形尺寸为DVD机大小，容量为1.6kWh。配备有312个目前正面向笔记本电脑等大量生产的直径18mm×长65mm的圆筒型电池单元“18650”。其中的800台（约1.3MWh）集中安装在蓄电池大楼（图2）。蓄电池大楼的蓄电池可在深夜储存电力，供工厂大楼等白天使用。另外，还可在工厂停工日等用电量较少的情况下储存太阳能电池的剩余电力。

三洋电机除了太阳能电池和蓄电系统之外，还开发出了可在

工厂大楼、管理大楼、食堂及销售店等不同场所对各种设备进行图2：设置有约1.3MWh锂离子充电电最佳控制来提高其能源效率的“能源管理系统（EMS，energy

management system）”。比如，利用工厂EMS来控制大型空调。池的蓄电池大楼（照片由三洋电机提除了利用热交换器回收电池生产工序中产生的废热，将其再次用供）

于空调机的加热线圈来供暖之外，还采用节能型吸收式冷冻机来供应冷气。

管理大楼内导入了利用网络摄像头检测房间内人数并进行空调及照明灯控制的“STAIMS摄像头节能系统”。食堂方面，可对食堂设备进行温度管理，还能根据工作时间进行设备控制，并向烹饪人员发出启动或关闭食堂设备的指示等。而在销售店里，不仅可像管理大楼一样使用网络摄像头控制天花板上的LED照明灯以及展示橱窗的LED照明灯，还能远程设置橱窗设备的温度。

图3：个人电脑使用的直流（DC）插座

图4：加西事业所设置了两处太阳能停车场

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三洋电机的提案中令人颇感兴趣的一点是，无需将太阳能电池提供的电力转换为交流（AC）电，而直接以直流（DC）形式提供给管理大楼的部分设施。供管理大楼的部分LED照明灯及个人电脑作为驱动电源使用。据该公司介绍，LED照明灯方面，通过采用DC送电方式，使综合效率提高到了92％，比AC送电方式高出10个百分点。而个人电脑电源方面，通过采用DC送电方式，使综合效率提高到了88％，比AC送电方式高出13个百分点。DC驱动LED照明灯与DC插座均采用松下电工的产品（图3）。

导入多台采用太阳能电池的设备

三洋电机打算将加西事业所作为展示基地来开展营销活动，积极推广业务。为此，事业所内设置了装有太阳能电池的太阳能停车场、太阳能路灯、太阳能充电器以及太阳能标牌等结合使用太阳能电池的多种设备。

太阳能停车场结合使用约8.1kW的太阳能电池和约42kWh的锂离子充电电池，可为电动助力自行车的电池充电（图4）。太阳

能路灯由两个63W太阳能电池模块、两个电压为14.4V的35.2Ah图5：太阳能路灯。太阳能电池背面设锂离子充电电池，以及24W的LED照明灯组成（图5）。部分太阳置有薄型锂离子充电电池

能路灯还内置有防盗监控用摄像头。

太阳能充电器方面，在室外设置了具有直径约12.6m的太阳能部的“solalib”充电器。功率约为12.3kW的太阳能部的支柱部分设有快速（50kW）、中速（20kW）及普通（AC200V）三种充电器（图6）。快速和中速充电器仅靠太阳能电池的电力无法满足需要，因此还可利用电网电源。而普通充电器则结合使用锂离子充电电池，可事先充入太阳能电池的电力，之后作为紧急电源使用。

太阳能LED标牌结合使用太阳能电池和锂离子充电电池，不使用电网电源。加西事业所的管理大楼结合使用6块太阳能电池模块、约6.4kWh的锂离子充电电池以及90W的LED标牌（4.7m×

1.5m），工厂大楼则结合使用12个太阳能电池模块、约8.0kWh图6：高12m的太阳能充电器的锂离子充电电池及260W的LED标牌（9.4m×3m）。（记者：狩“solalib”（照片由三洋电机提供）

集浩志）

■日文原文

第3回：1.5MWhの蓄電池を設置，事業所をショーケースに世界展開へ

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